JP2021055748A - Insulated rolling bearing - Google Patents

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Abstract

To provide an insulated rolling bearing that can prevent electric corrosion and prevent a gap from being generated between a shaft and a bearing washer.SOLUTION: An auxiliary bearing 21 includes: an inner ring 22 and an outer ring 23; multiple balls 24 interposed between the inner and outer rings; and an insulted bushing 28 fitted into an inner peripheral part of the inner ring 22. The insulted bushing 28 includes: a substantially cylindrical metal substrate 28a; and a resin layer 28b formed at an inner peripheral surface of the metal substrate 28a, and is fitted while bringing the metal substrate 28a side into contact with the inner peripheral part of the inner ring 22.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、絶縁転がり軸受に関し、特に冷媒圧縮機に使用される絶縁転がり軸受に関する。 The present invention relates to insulated rolling bearings, and more particularly to insulated rolling bearings used in refrigerant compressors.

容積形の冷媒圧縮機は、冷凍空調機器用の圧縮機として様々な分野で広く活用されている。近年、エネルギーの削減に向けた関心が高まり、種々の産業において効率向上が求められている。特に、住環境に密接した空気調和機においては、世論の注目度が高いことから、より低コスト化、高効率化を達成できる信頼性の高い製品の開発が求められており、インバータを用いて電動機を駆動する可変速運転が増加し、従来の一定速型の冷媒圧縮機に比べて高効率化が進んでいる。 The positive displacement refrigerant compressor is widely used in various fields as a compressor for refrigerating and air-conditioning equipment. In recent years, there has been increasing interest in energy reduction, and efficiency improvement is required in various industries. In particular, air conditioners that are closely related to the living environment are attracting a lot of public attention, so there is a need to develop highly reliable products that can achieve lower costs and higher efficiency. The number of variable-speed operations that drive electric motors has increased, and the efficiency has been improved compared to conventional constant-speed refrigerant compressors.

上記インバータを用いた冷媒圧縮機では、従来の一定速型の冷媒圧縮機に比べて、高負荷時の駆動電流(インバータからモータへの入力電流)がより多くなる。そのため、電動機と一体に回転するクランク軸に発生する電圧(軸電圧)が増大する傾向になっている。この軸電圧の増大に伴って、クランク軸を支持する転がり軸受の内輪と外輪との間の電位差が大きくなり、その結果、転がり軸受に流れる電流の増大が引き起こされる。この電流は、転がり軸受の内輪、外輪の両軌道面と転動体の転動面に電食と呼ばれる腐食を発生させ、冷媒圧縮機の信頼性を低下させる。 In the refrigerant compressor using the above inverter, the drive current (input current from the inverter to the motor) at high load is larger than that of the conventional constant speed type refrigerant compressor. Therefore, the voltage (shaft voltage) generated in the crankshaft that rotates integrally with the electric motor tends to increase. As the shaft voltage increases, the potential difference between the inner ring and the outer ring of the rolling bearing that supports the crankshaft increases, and as a result, an increase in the current flowing through the rolling bearing is caused. This current causes corrosion called electrolytic corrosion on both the inner and outer raceway surfaces of the rolling bearing and the rolling surface of the rolling element, which lowers the reliability of the refrigerant compressor.

このような電食の発生を防止するようにした従来の冷媒圧縮機として、特許文献1記載の冷媒圧縮機が知られている。この冷媒圧縮機では、クランク軸における駆動部よりも反圧縮機構部側の副軸部を回転支持する副軸受とクランク軸との間に絶縁材で構成された絶縁スリーブが設けられている。これにより、軸受の電食を防止し、安価な構造で、軸受電食や給油量不足による軸受損傷を抑制して冷媒圧縮機の信頼性向上を図っている。 The refrigerant compressor described in Patent Document 1 is known as a conventional refrigerant compressor that prevents the occurrence of such electrolytic corrosion. In this refrigerant compressor, an insulating sleeve made of an insulating material is provided between the crankshaft and the auxiliary bearing that rotationally supports the auxiliary shaft portion on the anti-compression mechanism portion side of the drive portion on the crankshaft. As a result, electrolytic corrosion of the bearing is prevented, and the inexpensive structure suppresses bearing damage due to bearing electrolytic corrosion and insufficient amount of oil supply to improve the reliability of the refrigerant compressor.

また、その他の電食対策を施した転がり軸受として、導電性グリースが充填された転がり軸受(特許文献2参照)や、軌道輪に直接絶縁被膜を形成した転がり軸受(特許文献3参照)などが知られている。 In addition, as rolling bearings with other measures against electrolytic corrosion, rolling bearings filled with conductive grease (see Patent Document 2) and rolling bearings in which an insulating film is directly formed on a raceway ring (see Patent Document 3) are used. Are known.

特開2018−40261号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-40261 特開2004−263836号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-263836 特開2002−295483号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-295483

上記特許文献1記載の冷媒圧縮機では、絶縁スリーブが、圧入などの手段で内輪の内径側に嵌め込まれている。しかし、絶縁スリーブとクランク軸、および絶縁スリーブと内輪とがそれぞれ相対回転するため、絶縁スリーブに摩耗が発生しやい。その結果、クランク軸と内輪との間に隙間が生じ、圧縮機全体の振動や異音の原因となる懸念がある。 In the refrigerant compressor described in Patent Document 1, the insulating sleeve is fitted on the inner diameter side of the inner ring by means such as press fitting. However, since the insulating sleeve and the crankshaft and the insulating sleeve and the inner ring rotate relative to each other, the insulating sleeve is liable to be worn. As a result, a gap is created between the crankshaft and the inner ring, which may cause vibration and abnormal noise of the entire compressor.

また、冷媒圧縮機において、転がり軸受は、冷凍機油と冷媒が混合された液冷媒中で使用されるため、上記特許文献2記載の転がり軸受では、導電性グリースが溶出して電食防止効果が低下するという懸念がある。 Further, in a refrigerant compressor, since the rolling bearing is used in a liquid refrigerant in which refrigerating machine oil and a refrigerant are mixed, in the rolling bearing described in Patent Document 2 above, conductive grease is eluted to prevent electrolytic corrosion. There is concern that it will decline.

また、上記特許文献3記載の転がり軸受は、外輪または内輪の反軌道面に合成樹脂からなる絶縁被膜を射出成形で形成している。射出成形は高圧で溶融樹脂を射出するとともに、冷却、固化により樹脂が収縮するため、高精度に形成された軌道面の形状が劣化するおそれがある。このため、絶縁被膜を形成する側の軌道輪の厚みを厚くする必要があり、装置の小型化などが困難であった。 Further, in the rolling bearing described in Patent Document 3, an insulating film made of synthetic resin is formed by injection molding on the anti-track surface of the outer ring or the inner ring. In injection molding, the molten resin is injected at a high pressure, and the resin shrinks due to cooling and solidification, so that the shape of the raceway surface formed with high precision may deteriorate. Therefore, it is necessary to increase the thickness of the raceway ring on the side where the insulating film is formed, and it is difficult to reduce the size of the device.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電食を防止するとともに、シャフトと軌道輪との間に隙間が生じることを防止できる絶縁転がり軸受を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an insulated rolling bearing that can prevent electrolytic corrosion and prevent a gap between a shaft and a raceway ring.

本発明の絶縁転がり軸受は、内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、上記内輪の内周部または上記外輪の外周部に嵌合された絶縁ブッシュとを備えた絶縁転がり軸受であって、上記絶縁ブッシュは、略円筒状の金属基材と、該金属基材の内周面または外周面に形成された樹脂層とを有し、上記絶縁ブッシュは、上記金属基材側を上記内輪の内周部または上記外輪の外周部に接触させて嵌合されていることを特徴とする。 The insulated rolling bearing of the present invention includes an inner ring and an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, and an insulating bush fitted to the inner peripheral portion of the inner ring or the outer peripheral portion of the outer ring. An insulating rolling bearing, the insulating bush has a substantially cylindrical metal base material and a resin layer formed on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of the metal base material, and the insulating bush is the metal. It is characterized in that the base material side is brought into contact with the inner peripheral portion of the inner ring or the outer peripheral portion of the outer ring and fitted.

上記絶縁ブッシュは、円周方向の一部に切断部を有する巻きブッシュであることを特徴とする。 The insulating bush is a wound bush having a cut portion in a part in the circumferential direction.

上記樹脂層のベース樹脂がポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂であることを特徴とする。また、上記樹脂層に、該樹脂層全体に対して10質量%〜30質量%のガラス繊維が含まれることを特徴とする。 The base resin of the resin layer is a polytetrafluoroethylene (PTFE) resin. Further, the resin layer is characterized by containing 10% by mass to 30% by mass of glass fibers with respect to the entire resin layer.

上記絶縁転がり軸受は、冷媒圧縮機に使用され、該冷媒圧縮機の電動機によって回転駆動されるシャフトを回転支持する軸受であることを特徴とする。また、上記冷媒圧縮機は、スクロール式の冷媒圧縮機であることを特徴とする。 The insulated rolling bearing is used in a refrigerant compressor, and is characterized by being a bearing that rotationally supports a shaft that is rotationally driven by an electric motor of the refrigerant compressor. Further, the refrigerant compressor is characterized by being a scroll type refrigerant compressor.

本発明の絶縁転がり軸受は、内輪および外輪と、転動体と、内輪の内周部または外輪の外周部に嵌合された絶縁ブッシュとを備え、該絶縁ブッシュは、金属基材と該金属基材の表面に形成された樹脂層とを有し、該金属基材を内輪の内周部または外輪の外周部に接触させて嵌合される。この場合、絶縁ブッシュにおいて、外輪または内輪の反軌道面と接触する面が金属となり、非接触面が樹脂層となるので、軸電流がシャフトを介して軸受本体部に流れることを遮断でき、電食を防止できる。また、軸受本体部と絶縁ブッシュが篏合一体構造になることで、絶縁ブッシュが軸受本体部やシャフトに対して相対回転(摺動)することを防止でき、絶縁ブッシュの摩耗を防止できる。その結果、軸受本体部とシャフトとの間に隙間が生じることを防止でき、例えば冷媒圧縮機などに使用した場合でも圧縮機全体の振動や異音の発生を防ぐことができる。 The insulated rolling bearing of the present invention includes an inner ring and an outer ring, a rolling element, and an insulating bush fitted to the inner peripheral portion of the inner ring or the outer peripheral portion of the outer ring. It has a resin layer formed on the surface of the material, and the metal base material is brought into contact with the inner peripheral portion of the inner ring or the outer peripheral portion of the outer ring to be fitted. In this case, in the insulating bush, the surface of the outer ring or the inner ring in contact with the antibonding surface is made of metal, and the non-contact surface is made of a resin layer. You can prevent eating. Further, since the bearing main body and the insulating bush have an integrated structure, it is possible to prevent the insulating bush from rotating (sliding) relative to the bearing main body and the shaft, and it is possible to prevent wear of the insulating bush. As a result, it is possible to prevent a gap from being generated between the bearing main body and the shaft, and it is possible to prevent vibration and abnormal noise of the entire compressor even when used in a refrigerant compressor or the like.

また、本発明の絶縁転がり軸受によれば、軌道輪の厚みを厚くする必要がなく、装置の小型化が可能となる。さらには、導電性グリースを充填している転がり軸受を使用することなく、安価な構造で、軸受電食や給油量不足による軸受損傷を抑制して、冷媒圧縮機の信頼性向上を図ることができる。 Further, according to the insulated rolling bearing of the present invention, it is not necessary to increase the thickness of the raceway ring, and the device can be miniaturized. Furthermore, without using rolling bearings filled with conductive grease, it is possible to improve the reliability of the refrigerant compressor by suppressing bearing damage due to bearing electrolytic corrosion and insufficient oil supply with an inexpensive structure. it can.

樹脂層のベース樹脂がPTFE樹脂であるので、耐熱性や耐薬品性に優れる。さらに、樹脂層に、該樹脂層全体に対して10質量%〜30質量%のガラス繊維が含まれるので、耐クリープ性も向上できる。 Since the base resin of the resin layer is PTFE resin, it has excellent heat resistance and chemical resistance. Further, since the resin layer contains 10% by mass to 30% by mass of glass fibers with respect to the entire resin layer, creep resistance can be improved.

本発明の絶縁転がり軸受を用いた冷媒圧縮機の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the refrigerant compressor using the insulating rolling bearing of this invention. 図1の絶縁転がり軸受の拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the insulation rolling bearing of FIG. 本発明の絶縁転がり軸受の絶縁ブッシュの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the insulation bush of the insulation rolling bearing of this invention. 本発明の絶縁転がり軸受の絶縁ブッシュの他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of the insulation bush of the insulation rolling bearing of this invention.

本発明の絶縁転がり軸受を備える冷媒圧縮機を図1に基づいて説明する。図1は冷媒圧縮機の断面図である。なお、図1には、冷媒圧縮機として、容積形のスクロール圧縮機を示すが、本発明の絶縁転がり軸受が適用される冷媒圧縮機は、スクロール方式に限定されず、ロータリ方式、レシプロ方式、スクリュー方式等の他の圧縮方式の容積形圧縮機にも適用できる。また、横型の冷媒圧縮機でも縦型の冷媒圧縮機でも適用できる。 The refrigerant compressor provided with the insulated rolling bearing of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a refrigerant compressor. Although FIG. 1 shows a positive displacement scroll compressor as the refrigerant compressor, the refrigerant compressor to which the insulated rolling bearing of the present invention is applied is not limited to the scroll type, and the rotary type, the reciprocating type, and the like. It can also be applied to other compression type positive displacement compressors such as the screw type. Further, it can be applied to both a horizontal refrigerant compressor and a vertical refrigerant compressor.

図1に示すように、圧縮機1は、固定スクロール2と、センターハウジング3と、モータハウジング4によってハウジングが構成されている。センターハウジング3およびモータハウジング4には、回転軸である鉄製のシャフト5が主軸受18および副軸受21を介して回転可能に支持されている。シャフト5には、バランスウェイト6が取り付けられており、シャフト5およびバランスウェイト6によって回転部材が構成されている。 As shown in FIG. 1, the compressor 1 is composed of a fixed scroll 2, a center housing 3, and a motor housing 4. An iron shaft 5, which is a rotating shaft, is rotatably supported in the center housing 3 and the motor housing 4 via a main bearing 18 and an auxiliary bearing 21. A balance weight 6 is attached to the shaft 5, and the shaft 5 and the balance weight 6 form a rotating member.

センターハウジング3は、転がり軸受で構成された主軸受18を設置する軸受支持部3aと、この軸受支持部3aよりも外径方向に延び、固定スクロール2を固定する支持部3bを有する。主軸受18は、軸受支持部3aの中央に形成された貫通孔に嵌入されている。 The center housing 3 has a bearing support portion 3a for installing a main bearing 18 composed of rolling bearings, and a support portion 3b extending in the outer diameter direction from the bearing support portion 3a and fixing the fixed scroll 2. The main bearing 18 is fitted into a through hole formed in the center of the bearing support portion 3a.

固定スクロール2は、基板2aと、この基板2aから垂直に立設したスクロールラップ2bを備える。また、固定スクロール2の外周部には吸入口2cが設けられている。可動スクロール7は、基板7aと、この基板7aから垂直に立設したスクロールラップ7bを備え、中心には吐出口7dが設けられている。また、基板7aの反スクロールラップ側の中央にはボス部7cが垂直に突出するように設けられ、このボス部7c内にはすべり軸受で構成された旋回軸受8が圧入されている。 The fixed scroll 2 includes a substrate 2a and a scroll wrap 2b that stands vertically from the substrate 2a. Further, a suction port 2c is provided on the outer peripheral portion of the fixed scroll 2. The movable scroll 7 includes a substrate 7a and a scroll wrap 7b vertically erected from the substrate 7a, and a discharge port 7d is provided at the center. Further, a boss portion 7c is provided so as to project vertically in the center of the substrate 7a on the anti-scroll wrap side, and a swivel bearing 8 composed of a slide bearing is press-fitted into the boss portion 7c.

固定スクロール2と可動スクロール7を噛み合わせることにより圧縮室10が形成され、可動スクロール7が旋回運動することにより、その容積が減少する圧縮動作が行われる。可動スクロール7の旋回運動に伴って、冷凍サイクルの冷媒ガスが吸入管(図示省略)および吸入口2cを介して圧縮室10へ導入される。 A compression chamber 10 is formed by engaging the fixed scroll 2 and the movable scroll 7, and the movable scroll 7 swivels to perform a compression operation in which the volume is reduced. Along with the turning motion of the movable scroll 7, the refrigerant gas of the refrigerating cycle is introduced into the compression chamber 10 via the suction pipe (not shown) and the suction port 2c.

圧縮室10に吸込まれた冷媒ガスは、圧縮行程を経て、吐出口7dから吐出室13に吐出され、その後、流体流路(図示省略)からモータ室14側に流れる。モータ室14側に流れた圧縮冷媒ガスは吐出管(図示省略)から冷凍サイクルに流出する。 The refrigerant gas sucked into the compression chamber 10 is discharged from the discharge port 7d to the discharge chamber 13 through the compression stroke, and then flows from the fluid flow path (not shown) to the motor chamber 14 side. The compressed refrigerant gas flowing to the motor chamber 14 side flows out from the discharge pipe (not shown) to the refrigeration cycle.

モータハウジング4の内周面には固定子であるステータ11が固定されており、シャフト5の外周面にはステータ11と相対する位置に回転子であるロータ12が固定されている。ステータ11およびロータ12は電動機を構成し、ステータ11への通電によりロータ12およびシャフト5が一体回転する。 A stator 11 as a stator is fixed to the inner peripheral surface of the motor housing 4, and a rotor 12 as a rotor is fixed to the outer peripheral surface of the shaft 5 at a position facing the stator 11. The stator 11 and the rotor 12 form an electric motor, and the rotor 12 and the shaft 5 rotate integrally when the stator 11 is energized.

シャフト5は、主軸受18で回転支持される主軸部5aと、副軸受21に回転支持される副軸部5bと、主軸部5aの端部に設けられ可動スクロール7の旋回軸受8に支持される偏心軸部5cなどで構成される。主軸部5aと副軸部5bとは同一軸心上に形成され、偏心軸部5cは主軸部5aに対して偏心して設けられる。また、偏心軸部5cは、スリーブ9を介して旋回軸受8に回転自在に支持されている。旋回軸受8の内周面が、偏心軸部5cの外周面との摺接面となる。 The shaft 5 is supported by a spindle portion 5a that is rotationally supported by the main bearing 18, an auxiliary shaft portion 5b that is rotationally supported by the auxiliary bearing 21, and a swivel bearing 8 of the movable scroll 7 that is provided at the end of the spindle portion 5a. It is composed of an eccentric shaft portion 5c and the like. The main shaft portion 5a and the sub-shaft portion 5b are formed on the same axis, and the eccentric shaft portion 5c is provided eccentrically with respect to the main shaft portion 5a. Further, the eccentric shaft portion 5c is rotatably supported by the swivel bearing 8 via the sleeve 9. The inner peripheral surface of the swivel bearing 8 serves as a sliding contact surface with the outer peripheral surface of the eccentric shaft portion 5c.

図1の15は、可動スクロール7の基板7aに対向するセンターハウジング3の溝に設けられたシールリングである。このシールリング15を挟んで外側は吸入圧に近い圧力値を有した低圧室16となる。空間17は、調整弁による調圧や、主軸受18および旋回軸受8と、シャフト5との僅かな隙間を介した高圧領域(モータ室14や吐出室13)からの冷媒ガスの漏洩により、該高圧領域よりも低圧であるとともに低圧室16よりも高圧な中間圧状態に維持される。可動スクロール7の背面に高圧領域よりも圧力が低い領域(空間17)が設けられることにより、可動スクロール7の背面に加わる圧力によって可動スクロール7に生じる固定スクロール2側への荷重は軽減される。そのため、可動スクロール7のスムーズな公転が得られるとともに、可動スクロール7の機械的損失が低減される。 FIG. 15 is a seal ring provided in the groove of the center housing 3 facing the substrate 7a of the movable scroll 7. The outside of the seal ring 15 is a low pressure chamber 16 having a pressure value close to the suction pressure. The space 17 is formed by pressure regulation by a regulating valve and leakage of refrigerant gas from a high pressure region (motor chamber 14 or discharge chamber 13) through a slight gap between the main bearing 18 and the swivel bearing 8 and the shaft 5. The intermediate pressure state is maintained at a lower pressure than the high pressure region and higher than the low pressure chamber 16. By providing a region (space 17) where the pressure is lower than the high pressure region on the back surface of the movable scroll 7, the load generated on the movable scroll 7 on the fixed scroll 2 side due to the pressure applied to the back surface of the movable scroll 7 is reduced. Therefore, the smooth revolution of the movable scroll 7 can be obtained, and the mechanical loss of the movable scroll 7 is reduced.

主軸受18は、転がり軸受である玉軸受により構成され、シャフト5の電動機よりも圧縮機構部側に配設されている。副軸受21は、転がり軸受である玉軸受により構成され、電動機よりも反圧縮機構部側に配設されている。 The main bearing 18 is composed of ball bearings which are rolling bearings, and is arranged on the compression mechanism side of the shaft 5 with respect to the electric motor. The auxiliary bearing 21 is composed of a ball bearing which is a rolling bearing, and is arranged on the anti-compression mechanism side of the electric motor.

副軸受21は、モータハウジング4の軸受支持部4a内に設けられている。具体的には、軸受支持部4aは、電動機側に副軸受21を挿入するための開口部4bを有しており、この開口部4bから副軸受21が挿入される。なお、副軸受21の開口部4bを覆うカバーが備えられていてもよい。 The auxiliary bearing 21 is provided in the bearing support portion 4a of the motor housing 4. Specifically, the bearing support portion 4a has an opening 4b for inserting the auxiliary bearing 21 on the motor side, and the auxiliary bearing 21 is inserted through the opening 4b. A cover may be provided to cover the opening 4b of the auxiliary bearing 21.

次に、図2を用いて図1に示す副軸受21である絶縁転がり軸受を説明する。図2に示すように、副軸受21は、軌道輪である内輪22および外輪23と、この内・外輪間に介在する複数の玉(転動体)24とを有する軸受本体部と、内輪22の内周部に嵌合された絶縁ブッシュ28とを備える。玉24は、保持器25によって一定間隔に整列して保持されている。玉24周囲の軸受空間にはグリース27が充填されており、シール部材26によって軸受空間が密封されている。内輪22と外輪23と玉24は、SUJ2などの軸受鋼で形成されている。 Next, the insulated rolling bearing which is the auxiliary bearing 21 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the auxiliary bearing 21 includes a bearing main body having an inner ring 22 and an outer ring 23 which are raceway rings, and a plurality of balls (rolling bodies) 24 interposed between the inner and outer rings, and an inner ring 22. An insulating bush 28 fitted to the inner peripheral portion is provided. The balls 24 are aligned and held at regular intervals by the cage 25. The bearing space around the ball 24 is filled with grease 27, and the bearing space is sealed by the sealing member 26. The inner ring 22, the outer ring 23, and the ball 24 are made of bearing steel such as SUJ2.

図3は、絶縁ブッシュの一例を示す斜視図である。図3に示すように、絶縁ブッシュ28は、円周方向の一部に切断部を有する略円筒状部材であり、略円筒状の金属基材28aと、該金属基材28aの内周面に形成された樹脂層28bとを有する。 FIG. 3 is a perspective view showing an example of the insulating bush. As shown in FIG. 3, the insulating bush 28 is a substantially cylindrical member having a cut portion in a part in the circumferential direction, and is formed on a substantially cylindrical metal base material 28a and an inner peripheral surface of the metal base material 28a. It has a formed resin layer 28b.

図2において、絶縁ブッシュ28は、金属基材28aを、内輪22の反軌道側である内周部に接触させて圧入嵌合されている。絶縁ブッシュ28が圧入嵌合され、さらに、絶縁ブッシュ28の軸孔にシャフト5が挿入されることで、シャフト5、絶縁ブッシュ28、および内輪22は一体回転可能となる。シャフトの回転時において、樹脂層28bはシャフト5の外周面に対し摺動せずに接触する。図2のように、樹脂層28bが、内輪22および金属基材28aとシャフト5との間に介在することで、シャフト5を介して軸電流が軸受本体部に流れることを遮断できる。 In FIG. 2, the insulating bush 28 is press-fitted by bringing the metal base material 28a into contact with the inner peripheral portion on the antibonding side of the inner ring 22. By press-fitting the insulating bush 28 and further inserting the shaft 5 into the shaft hole of the insulating bush 28, the shaft 5, the insulating bush 28, and the inner ring 22 can rotate integrally. When the shaft is rotating, the resin layer 28b comes into contact with the outer peripheral surface of the shaft 5 without sliding. As shown in FIG. 2, the resin layer 28b is interposed between the inner ring 22 and the metal base material 28a and the shaft 5, so that the axial current can be blocked from flowing to the bearing body through the shaft 5.

絶縁ブッシュの他の例を図4に示す。図4に示す絶縁ブッシュ28’は、フランジ付き円筒状の金属基材28aの内周面に樹脂層28bを設けたものである。絶縁ブッシュ28’が内輪の内周部に嵌合される場合、フランジ部は内輪の幅面と嵌合され、該幅面に金属基材28aが接触する。 Another example of the insulating bush is shown in FIG. The insulating bush 28'shown in FIG. 4 is provided with a resin layer 28b on the inner peripheral surface of a flanged cylindrical metal base material 28a. When the insulating bush 28'is fitted to the inner peripheral portion of the inner ring, the flange portion is fitted to the width surface of the inner ring, and the metal base material 28a comes into contact with the width surface.

金属基材および樹脂層の厚さは特に限定されないが、金属基材の厚さの方が樹脂層の厚さよりも大きいことが好ましい。金属基材の厚さは、好ましくは0.5mm〜5mmであり、より好ましくは1mm〜3mmである。樹脂層の厚さは、好ましくは0.1mm〜2mmであり、より好ましくは0.5mm〜1mmである。 The thickness of the metal base material and the resin layer is not particularly limited, but it is preferable that the thickness of the metal base material is larger than the thickness of the resin layer. The thickness of the metal base material is preferably 0.5 mm to 5 mm, more preferably 1 mm to 3 mm. The thickness of the resin layer is preferably 0.1 mm to 2 mm, more preferably 0.5 mm to 1 mm.

金属基材の材料として、SPCC製の鋼板などを用いることができる。樹脂層は、冷媒や潤滑油にさらされた環境下で使用されるため耐薬品性を有していることが好ましい。具体的には、樹脂層のベース樹脂として、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、PTFE樹脂を用いることが好ましい。これらの中でも、特に耐薬品性に優れるPTFE樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂層には、添加剤を適宜配合することができる。添加剤としては、耐クリープ性を向上できることから非導電性の補強材(ガラス繊維など)を配合することが好ましい。 As the material of the metal base material, a steel plate made of SPCC or the like can be used. Since the resin layer is used in an environment exposed to a refrigerant or a lubricating oil, it preferably has chemical resistance. Specifically, it is preferable to use a polyetheretherketone (PEEK) resin, a polyphenylene sulfide (PPS) resin, or a PTFE resin as the base resin of the resin layer. Among these, it is particularly preferable to use a PTFE resin having excellent chemical resistance. In addition, additives can be appropriately added to the resin layer. As the additive, it is preferable to add a non-conductive reinforcing material (glass fiber or the like) because the creep resistance can be improved.

具体的な樹脂層の形態として、ベース樹脂にPTFE樹脂を用い、添加剤としてガラス繊維を用いることが好ましい。該ガラス繊維は、樹脂層全体の10質量%〜30質量%含むことが好ましい。 As a specific form of the resin layer, it is preferable to use PTFE resin as the base resin and glass fiber as the additive. The glass fiber preferably contains 10% by mass to 30% by mass of the entire resin layer.

図3の絶縁転がり軸受は、例えば、以下の方法で得ることができる。まず、厚さ1mmのSPCCなどの鋼板の表面に、PTFE樹脂にガラス繊維を配合した厚さ0.5mmの樹脂シートを接着させる。なお、金属基材の接着面は、粗面化処理によって粗くなっていることが好ましい。粗面化した金属基材表面は、アンカー効果により樹脂層(樹脂シートを含む)を強固に密着させる役割を果たす。粗面化処理としては、ショットブラスト法などの機械的粗面化法、グロー放電やプラズマ放電処理などの電気的粗面化法、アルカリ処理などの化学的粗面化法などが採用できる。そして、金属基材および合成樹脂シートの複合板を所定サイズの長方形にカットした後、樹脂シートが内周側となるように、複合板を円筒状に曲げ加工することで、巻きブッシュ(絶縁ブッシュ)が得られる。 The insulated rolling bearing of FIG. 3 can be obtained by, for example, the following method. First, a resin sheet having a thickness of 0.5 mm, which is a mixture of PTFE resin and glass fiber, is adhered to the surface of a steel plate having a thickness of 1 mm such as SPCC. The adhesive surface of the metal base material is preferably roughened by the roughening treatment. The surface of the roughened metal base material plays a role of firmly adhering the resin layer (including the resin sheet) by the anchor effect. As the roughening treatment, a mechanical roughening method such as a shot blast method, an electrical roughening method such as a glow discharge or a plasma discharge treatment, or a chemical roughening method such as an alkaline treatment can be adopted. Then, after cutting the composite plate of the metal base material and the synthetic resin sheet into a rectangle of a predetermined size, the composite plate is bent into a cylindrical shape so that the resin sheet is on the inner peripheral side, thereby forming a winding bush (insulating bush). ) Is obtained.

なお、絶縁ブッシュの樹脂層は、樹脂シートで形成する場合に限らず、溶融した樹脂組成物を金属基材の表面に塗工し乾燥することや、射出成形によっても得られる。 The resin layer of the insulating bush is not limited to the case of being formed of a resin sheet, but can also be obtained by applying a molten resin composition to the surface of a metal base material and drying it, or by injection molding.

得られた絶縁ブッシュを、軸受部の内輪の内周部に圧入することで、図2の絶縁転がり軸受が得られる。なお、圧入代は、例えば10μm〜60μmであり、好ましくは20μm〜50μmである。圧入代が10μmより少ないと、シャフトの回転に伴い、内輪と絶縁ブッシュとが相対的に回転するおそれがある。また、圧入代が60μmより多いと、絶縁ブッシュの軌道面、つまり樹脂層で形成される軸受面の真円度が悪くなるおそれがある。 By press-fitting the obtained insulating bush into the inner peripheral portion of the inner ring of the bearing portion, the insulated rolling bearing of FIG. 2 can be obtained. The press-fitting allowance is, for example, 10 μm to 60 μm, preferably 20 μm to 50 μm. If the press-fitting allowance is less than 10 μm, the inner ring and the insulating bush may rotate relatively as the shaft rotates. Further, if the press-fitting allowance is more than 60 μm, the roundness of the raceway surface of the insulating bush, that is, the bearing surface formed of the resin layer may deteriorate.

以上のとおり、本発明の絶縁転がり軸受は、図1の冷媒圧縮機に用いる場合、内輪の内周部に絶縁ブッシュを嵌合した構成としたが、これに限らない。例えば、冷媒圧縮機に用いる軸受が外輪回転の構成では、外輪の外周部に絶縁ブッシュを嵌合することができる。この場合、絶縁ブッシュは、外輪の外周部に金属基材が接触するように嵌合され、絶縁転がり軸受の外周面が樹脂層となる。 As described above, when the insulated rolling bearing of the present invention is used in the refrigerant compressor of FIG. 1, the insulating bush is fitted to the inner peripheral portion of the inner ring, but the present invention is not limited to this. For example, when the bearing used in the refrigerant compressor has an outer ring rotation configuration, an insulating bush can be fitted to the outer peripheral portion of the outer ring. In this case, the insulating bush is fitted so that the metal base material comes into contact with the outer peripheral portion of the outer ring, and the outer peripheral surface of the insulating rolling bearing becomes a resin layer.

上記図では、副軸受として玉軸受を示したが、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受などにも適用できる。 In the above figure, ball bearings are shown as auxiliary bearings, but tapered roller bearings, cylindrical roller bearings, self-aligning roller bearings, needle roller bearings, thrust cylindrical roller bearings, thrust tapered roller bearings, thrust needle roller bearings, and thrusts. It can also be applied to self-aligning roller bearings.

冷媒圧縮機の構成は、図1の構成に限らない。例えば、図1のシャフト5の端部に油溜りに接続された給油ポンプを設けるとともに、シャフト5内に軸方向に貫通するように油通路を形成してもよい。この構成によれば、油溜りの油(冷凍機油)を給油ポンプを介して、油通路に供給することで、旋回軸受や、主軸受、副軸受を潤滑させることができる。 The configuration of the refrigerant compressor is not limited to the configuration shown in FIG. For example, an oil supply pump connected to an oil sump may be provided at the end of the shaft 5 in FIG. 1, and an oil passage may be formed in the shaft 5 so as to penetrate in the axial direction. According to this configuration, the swivel bearing, the main bearing, and the auxiliary bearing can be lubricated by supplying the oil in the oil sump (refrigerator oil) to the oil passage via the oil supply pump.

本発明の絶縁転がり軸受は、電食を防止するとともに、シャフトと軌道輪との間に隙間が生じることを防止できる電食防止軸受として広く利用することができる。 The insulated rolling bearing of the present invention can be widely used as an electrolytic corrosion prevention bearing that can prevent electrolytic corrosion and prevent a gap between the shaft and the raceway ring.

1 圧縮機
2 固定スクロール
3 センターハウジング
4 モータハウジング
5 シャフト
6 バランスウェイト
7 可動スクロール
8 旋回軸受
9 スリーブ
10 圧縮室
11 ステータ
12 ロータ
13 吐出室
14 モータ室
15 シールリング
16 低圧室
17 空間
18 主軸受
21 副軸受(絶縁転がり軸受)
22 内輪
23 外輪
24 玉
25 保持器
26 シール部材
27 グリース
28 絶縁ブッシュ
1 Compressor 2 Fixed scroll 3 Center housing 4 Motor housing 5 Shaft 6 Balance weight 7 Movable scroll 8 Swivel bearing 9 Sleeve 10 Compression chamber 11 Stator 12 Rotor 13 Discharge chamber 14 Motor chamber 15 Seal ring 16 Low pressure chamber 17 Space 18 Main bearing 21 Sub-bearing (insulated rolling bearing)
22 Inner ring 23 Outer ring 24 Ball 25 Cage 26 Sealing member 27 Grease 28 Insulation bush

Claims (6)

内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、前記内輪の内周部または前記外輪の外周部に嵌合された絶縁ブッシュとを備えた絶縁転がり軸受であって、
前記絶縁ブッシュは、略円筒状の金属基材と、該金属基材の内周面または外周面に形成された樹脂層とを有し、前記絶縁ブッシュは、前記金属基材側を前記内輪の内周部または前記外輪の外周部に接触させて嵌合されていることを特徴とする絶縁転がり軸受。
An insulated rolling bearing comprising an inner ring and an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, and an insulating bush fitted to the inner peripheral portion of the inner ring or the outer peripheral portion of the outer ring.
The insulating bush has a substantially cylindrical metal base material and a resin layer formed on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the metal base material, and the insulating bush has the metal base material side of the inner ring. An insulated rolling bearing characterized in that it is fitted in contact with an inner peripheral portion or an outer peripheral portion of the outer ring.
前記絶縁ブッシュは、円周方向の一部に切断部を有する巻きブッシュであることを特徴とする請求項1記載の絶縁転がり軸受。 The insulating rolling bearing according to claim 1, wherein the insulating bush is a wound bush having a cut portion in a part in the circumferential direction. 前記樹脂層のベース樹脂がポリテトラフルオロエチレン樹脂であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の絶縁転がり軸受。 The insulated rolling bearing according to claim 1 or 2, wherein the base resin of the resin layer is a polytetrafluoroethylene resin. 前記樹脂層に、該樹脂層全体に対して10質量%〜30質量%のガラス繊維が含まれることを特徴とする請求項3記載の絶縁転がり軸受。 The insulated rolling bearing according to claim 3, wherein the resin layer contains 10% by mass to 30% by mass of glass fibers with respect to the entire resin layer. 前記絶縁転がり軸受は、冷媒圧縮機に使用され、該冷媒圧縮機の電動機によって回転駆動されるシャフトを回転支持する軸受であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項記載の絶縁転がり軸受。 The insulated rolling bearing is any one of claims 1 to 4, wherein the insulated rolling bearing is a bearing that is used in a refrigerant compressor and rotationally supports a shaft that is rotationally driven by an electric motor of the refrigerant compressor. Insulated rolling bearings as described. 前記冷媒圧縮機は、スクロール式の冷媒圧縮機であることを特徴とする請求項5記載の絶縁転がり軸受。 The insulated rolling bearing according to claim 5, wherein the refrigerant compressor is a scroll type refrigerant compressor.
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